CN118048617A - 用于深孔工件的镀膜设备及镀膜工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于深孔工件的镀膜设备，用以向开设有第一通孔的待镀膜工件镀膜，包括真空腔体及依次设于真空腔体内的磁控阴极靶、离子加速汇聚器及工件转架，磁控阴极靶与高功率脉冲电源相连，用于生成第一金属阳离子；工件转架可绕自身轴线旋转，用于固定待镀膜工件；离子加速汇聚器用于生成第二金属阳离子并加速第二金属阳离子和第一金属阳离子后形成沿第一通孔的延伸方向喷射的离子束。第二金属阳离子提高金属阳离子整体浓度、且以离子束轰击第一通孔，增加第一通孔附近的金属阳离子通量，均提高第一通孔内膜层的覆盖率；加速过程提高金属阳离子的能量，从而提高膜层结合力，也使金属阳离子能深入第一通孔内，增加膜层均匀性。

Description

用于深孔工件的镀膜设备及镀膜工艺

技术领域

本申请涉及真空镀膜技术领域，特别是涉及一种用于深孔工件的镀膜设备及镀膜工艺。

背景技术

在工件的表面沉积金属膜是提高工件性能的重要手段之一。目前的工件结构遵循摩尔定律，越来越趋于小型化和微型化。当小型的工件具有通孔时，需要在小孔径的通孔内尤其是指直径在50um左右的通孔内沉积金属膜，此时通孔的孔深与直径比可高达20:1从而成为深孔。

而采用传统的物理气相沉积（PVD）设备对上述工件的通孔进行镀膜时，传统物理气相沉积设备所喷射的金属阳离子无法有效进入通孔的内部，从而使得通孔内的膜层覆盖率及均匀性不佳，结合力差，影响工件的最终质量。

发明内容

基于此，有必要针对采用传统物理气相沉积设备沉积深孔工件导致的深孔内的膜层覆盖率低、均匀性不佳及结合力差等问题，提供一种用于深孔工件的镀膜设备及镀膜工艺。

一种用于深孔工件的镀膜设备，用以向开设有第一通孔的待镀膜工件镀膜，其特征在于，包括真空腔体及依次设置于所述真空腔体内的磁控阴极靶、离子加速汇聚器及工件转架，其中：

所述磁控阴极靶与高功率脉冲电源相连接，用于生成第一金属阳离子；

所述工件转架可绕自身轴线旋转，用于固定待镀膜工件；

所述离子加速汇聚器用于生成第二金属阳离子并加速所述第二金属阳离子和所述第一金属阳离子后形成沿所述第一通孔的延伸方向喷射的离子束。

上述用于深孔工件的镀膜设备，通过设置离子加速汇聚器生成第二金属阳离子并加速第二金属阳离子和第一金属阳离子后形成沿第一通孔的延伸方向喷射的离子束。一方面碰撞所得的第二金属阳离子提高了金属阳离子浓度，有利于提高喷射于第一通孔内的沉积膜层覆盖率；另一方面通过加速第二金属阳离子和第一金属阳离子以提高金属阳离子的能量，使得金属阳离子可以更深入的溅射到第一通孔内部，增加沉积膜的均匀性，且高能金属阳离子轰击待镀膜地点，还提高了沉积膜层结合力；同时汇聚第二金属阳离子和第一金属阳离子以形成离子束轰击第一通孔内壁，利于第一通孔及第一通孔附近区域的离子束通量增加，保证了大量的金属阳离子在第一通孔内壁进行反射或沉积，提高沉积膜覆盖率。

在其中一个实施例中，所述离子加速汇聚器包括绝缘套筒、金属加速电极及脉冲电源，其中：

所述绝缘套筒安装于所述真空腔体内，所述绝缘套筒位于所述磁控阴极靶和所述工件转架之间；

所述金属加速电极设置于所述绝缘套筒靠近所述磁控阴极靶的一侧，且与所述脉冲电源相连接，所述金属加速电极用于吸引所述第一金属阳离子朝自身加速并与自身碰撞后产生所述第二金属阳离子，所述金属加速电极的材质与所述磁控阴极靶相同。

在其中一个实施例中，所述金属加速电极包括尺寸依次增大的金属电极环，多个所述金属电极环呈同心环状排布。

在其中一个实施例中，所述金属电极环呈圆环状结构。

在其中一个实施例中，所述离子加速汇聚器还包括第一绝缘连接件，所述第一绝缘连接件的一端与所述金属加速电极相连接，另一端与所述绝缘套筒相连接。

在其中一个实施例中，所述离子加速汇聚器还包括加速线圈及第一可调电源，所述加速线圈设置于所述绝缘套筒内并与所述第一可调电源相连接，所述加速线圈用于加速从所述金属加速电极输入的所述第一金属阳离子和所述第二金属阳离子。

在其中一个实施例中，所述离子加速汇聚器还包括极靴汇聚线圈及第二可调电源，所述极靴汇聚线圈设置于所述绝缘套筒内，所述极靴汇聚线圈位于所述加速线圈背离所述金属加速电极的一侧，所述极靴汇聚线圈用于产生磁场以汇聚从所述加速线圈输入的所述第一金属阳离子和所述第二金属阳离子。

本申请还提供了一种镀膜工艺，采用上述任一实施例所述的用于深孔工件的镀膜设备对待镀膜工件进行镀膜，具体包括以下步骤：

S1、提供用于深孔工件的镀膜设备和待镀膜工件，所述待镀膜工件具有彼此相对设置的第一表面和第二表面及沿所述第一表面至所述第二表面方向贯穿所述待镀膜工件的第一通孔；

S2、将所述待镀膜工件固定于工件转架上，以使所述第一表面朝向所述离子加速汇聚器；

S3、开启所述用于深孔工件的镀膜设备对所述第一表面进行真空镀膜，以使所述第一通孔具有第一沉积膜；

S4、将所述待镀膜工件重新固定于工件转架上，以使所述第二表面朝向所述离子加速汇聚器；

S5、开启所述用于深孔工件的镀膜设备对所述第二表面进行真空镀膜，以使所述第一通孔具有第二沉积膜。

在其中一个实施例中，在步骤S1之前或在步骤S1与步骤S2之间，还包括如下步骤：

用丙酮、乙醇及去离子水中的至少一种溶液清洗所述待镀膜工件；

采用等离子设备对所述待镀膜工件进行氢等离子体处理，以在所述待镀膜工件的表面及所述第一通孔的内壁产生氧空位。

在其中一个实施例中，所述等离子设备的功率设置为200W-300W。

上述镀膜工艺，通过采用用于深孔工件的镀膜设备对待镀膜工件进行双面镀膜，使得第一通孔内壁两侧的金属阳离子浓度趋于相同，从而在第一通孔内壁两侧的沉积膜厚度趋于相同，提高了第一通孔内沉积膜的均匀性。且用于深孔工件的镀膜设备在镀膜过程中，是通过设置离子加速汇聚器生成第二金属阳离子并加速第二金属阳离子和第一金属阳离子后形成沿第一通孔的延伸方向喷射的离子束。一方面提高了金属阳离子浓度，有利于提高喷射于第一通孔内的沉积膜层覆盖率；另一方面通过加速第二金属阳离子和第一金属阳离子以提高金属阳离子的能量，使得金属阳离子可以更深入的溅射到第一通孔内部，增加沉积膜的均匀性，且高能金属阳离子轰击待镀膜地点，还提高了沉积膜层结合力；同时汇聚第二金属阳离子和第一金属阳离子以形成离子束轰击第一通孔内壁，利于第一通孔及第一通孔附近区域的离子束通量增加，保证了大量的金属阳离子在第一通孔内壁进行反射或沉积，也提高了沉积膜覆盖率。

附图说明

图1为本申请提供的用于深孔工件的镀膜设备的结构示意图。

图2为本申请提供的待镀膜工件的结构示意图。

图3为图1中的离子加速汇聚器的剖视图。

图4为图1中的金属加速电极的结构图。

图5为本申请提供的金属阳离子在离子加速汇聚器中的流向示意图。

图6为本申请提供的镀膜工艺的流程框图。

其中：

10、用于深孔工件的镀膜设备；20、待镀膜工件；21、第一通孔；

100、真空腔体；

200、磁控阴极靶；210、第一金属阳离子；

300、离子加速汇聚器；310、绝缘套筒；320、金属加速电极；321、金属电极环；322、第二金属阳离子；330、脉冲电源；340、加速线圈；350、第一可调电源；360、第二绝缘连接件；370、极靴汇聚线圈；380、第二可调电源；

400、工件转架；410、固定轴；420、基板。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1和图2所示，图1示出了本申请一实施例中的用于深孔工件的镀膜设备10的结构示意图，图2示出了本申请一实施例中的待镀膜工件20的结构示意图。本申请一实施例提供的用于深孔工件的镀膜设备10，用以向开设有第一通孔21的待镀膜工件20镀膜，包括真空腔体100及依次设置于真空腔体100内的磁控阴极靶200、离子加速汇聚器300及工件转架400，在具体设置时，离子加速汇聚器300的两侧分别与磁控阴极靶200与工件转架400正对设置。

磁控阴极靶200与高功率脉冲电源330相连接，磁控阴极靶200用于生成第一金属阳离子210，在具体设置时，磁控阴极靶200可以是铜靶、钨靶等各种根据实际情况所需的金属靶材，使得磁控阴极靶200能被电离出相应的第一金属阳离子210以沉积到待镀膜工件20表面。工件转架400可绕自身轴线旋转，工件转架400用于固定待镀膜工件20，在具体操作时，第一通孔21被配置为朝向离子加速汇聚器300。在具体设置时，工件转架400包括安装于真空腔体100内的固定轴410及套设于固定轴410外的转台，转台可绕固定轴410转动，转台具有若干间隔分布的基板420，每个基板420用于固定一个待镀膜工件20。需要说明的是，将待镀膜工件20安装于基板420时，需要将第一通孔21正对离子加速汇聚器300，待镀膜工件20可以是玻璃、硅晶片等材质。

离子加速汇聚器300用于生成第二金属阳离子322并加速第二金属阳离子322和第一金属阳离子210后形成沿第一通孔21的延伸方向喷射的离子束。在具体设置时，第二金属阳离子322与第一金属阳离子210通常为同种金属阳离子以增加金属阳离子浓度，提高喷射于第一通孔21内的沉积膜层覆盖率。

为了离子加速汇聚器300喷射出的金属阳离子能快速运动至待镀膜地点，以提高沉积膜的结合力，优选离子加速汇聚器300的中心与待镀膜工件20的中心距离在1cm～10cm之间，本申请中的金属阳离子指代第一金属阳离子210与第二金属阳离子322的总体。为了进一步提高沉积膜的结合力，工件转架400与负偏压电源相连接，负偏压电源施加的负偏压可提高腔室内金属阳离子的能量，高能金属阳离子轰击待镀膜工件20表面，提高沉积膜层结合力。

上述用于深孔工件的镀膜设备10，通过设置离子加速汇聚器300生成第二金属阳离子322并加速第二金属阳离子322和第一金属阳离子210后形成沿第一通孔21的延伸方向喷射的离子束。一方面碰撞所得的第二金属阳离子322提高了金属阳离子浓度，有利于提高喷射于第一通孔21内的沉积膜层覆盖率；另一方面通过加速第二金属阳离子322和第一金属阳离子210以提高金属阳离子的能量，使得金属阳离子可以更深入的溅射到第一通孔21内部，增加沉积膜的均匀性，且高能金属阳离子轰击待镀膜地点，还提高了沉积膜层结合力；同时汇聚第二金属阳离子322和第一金属阳离子210以形成离子束轰击第一通孔21内壁，利于第一通孔21及第一通孔21附近区域的离子束通量增加，保证了大量的金属阳离子在第一通孔21内壁进行反射或沉积，提高沉积膜覆盖率。

需要强调的是，本申请中的用于深孔工件的镀膜设备10整体结构简单，易于推广，便于工业化生产。且利用本申请中用于深孔工件的镀膜设备10所形成的沉积膜，一方面是结合力强，经过百格测试可达5B；另一方面是沉积膜的覆盖率高，第一通孔21内壁可通过金属沉积膜完全电导通，从而可用于2.5D/3D芯片封装技术，同时也可应用于散热微通道技术，进一步降低芯片整体的温度。

结合图3所示，图3示出了图1中离子加速汇聚器300的剖视图，在一些实施例中，为了较为方便地实现离子加速汇聚器300生成第二金属阳离子322，一种优选的实施方式，离子加速汇聚器300包括绝缘套筒310、金属加速电极320及脉冲电源330。

绝缘套筒310安装于真空腔体100内，绝缘套筒310位于磁控阴极靶200和工件转架400之间，在具体设置时，绝缘套筒310与磁控阴极靶200和工件转架400均正对设置，绝缘套筒310在工件转架400上的正投影范围内存在与之重合的待镀膜工件20。金属加速电极320设置于绝缘套筒310靠近磁控阴极靶200的一侧，具体为金属加速电极320正对于磁控阴极靶200，且金属加速电极320与脉冲电源330相连接，金属加速电极320用于吸引第一金属阳离子210朝自身加速并与自身碰撞后产生第二金属阳离子322。金属加速电极320的材质与磁控阴极靶200相同，使得第二金属阳离子322与第一金属阳离子210为同种金属阳离子以增加金属阳离子浓度，提高喷射于第一通孔21内的沉积膜层覆盖率。

在具体操作时，通过脉冲电源330在金属加速电极320上施加的脉冲信号与磁控阴极靶200上的脉冲信号相同，利于磁控阴极靶200产生的第一金属阳离子210被金属加速电极320吸引加速，然后与金属加速电极320碰撞产生更多的同材质金属阳离子，接着真空腔体100内的金属阳离子会穿过金属加速电极320，并沿绝缘套筒310延伸方向移动后喷射至待镀膜工件20。

结合图4所示，图4为图1中的金属加速电极320的结构图，在一些实施例中，为了方便第一金属阳离子210和第二金属阳离子322穿过金属加速电极320，具体地，金属加速电极320包括尺寸依次增大的金属电极环321，多个金属电极环321呈同心环状排布。需要说明的是，金属电极环321可以是矩形环、椭圆形环、多边形环等多种几何环状结构。本申请优选金属电极环321呈圆环状结构，在具体设置时，最外层圆形金属电极环321的半径在5cm～10cm之间，相邻两个圆形金属电极环321的间距即半径差在2mm～5mm之间。

为了方便金属加速电极320与绝缘套筒310的连接，具体地，离子加速汇聚器300还包括第一绝缘连接件，第一绝缘连接件的一端与金属加速电极320相连接，第一绝缘连接件的另一端与绝缘套筒310相连接。在具体设置时，第一绝缘连接件的材质可以是陶瓷、塑料等绝缘材质。

为了较为方便地实现加速第一金属阳离子210和第二金属阳离子322，具体地，离子加速汇聚器300还包括加速线圈340及第一可调电源350，加速线圈340设置于绝缘套筒310内并与第一可调电源350相连接，加速线圈340用于加速从金属加速电极320输入的第一金属阳离子210和第二金属阳离子322。在具体设置时，加速线圈340通过第二绝缘连接件360与绝缘套筒310固定，加速线圈340呈圆形设置。为了加速线圈340和绝缘套筒310设计的方便，加速线圈340的半径优选在5cm～20cm之间，加速线圈340的高度优选在5cm～10cm之间，绝缘套筒310的壁厚优选在1mm～10mm之间。

结合图5所示，图5示出了本申请一实施例中的金属阳离子在离子加速汇聚器300中的流向示意图，在一些实施例中，为了较为方便地实现汇聚第一金属阳离子210和第二金属阳离子322，更具体地，离子加速汇聚器300还包括极靴汇聚线圈370及第二可调电源380，极靴汇聚线圈370设置于绝缘套筒310内，极靴汇聚线圈370位于加速线圈340背离金属加速电极320的一侧，极靴汇聚线圈370用于产生磁场以汇聚从加速线圈340输入的第一金属阳离子210和第二金属阳离子322，从而使得第一金属阳离子210和第二金属阳离子322以离子束形式喷射于待镀膜工件20。

通过上述设置，相比于现有的磁控溅射技术中溅射原子各向同性的沉积方式，经过本申请离子加速汇聚器300所喷射出的金属阳离子具有更大的动能及方向性，可增加第一通孔21处的离子通量，使得第一通孔21的内壁沉积更多沉积膜，以此增加内壁膜层厚度，此外拥有较高动能的金属阳离子平均自由程度更大，能在内壁处发生多次碰撞和迁移，保证镀层均匀致密。

在具体设置时，极靴汇聚线圈370通过第三绝缘连接件与绝缘套筒310固定，极靴汇聚线圈370呈圆形设置，其半径在5cm～20cm之间，高度在5cm～10cm之间。需要说明的是，在对待镀膜工件20进行镀膜的过程中，会在真空腔体100内输入氩气和氮气，使得金属阳离子更容易在待镀膜工件20表面扩展成膜。基于此，将极靴汇聚线圈370与加速线圈340设计为固定于绝缘套筒310内，以使第一金属阳离子210和第二金属阳离子322在汇聚加速过程中不会受到外部等离子体影响，从而提高汇聚效率。

结合图6所示，图6示出了本申请一实施例中的镀膜工艺的流程框图，本申请一实施例提供的镀膜工艺，采用上述任一实施例所述的用于深孔工件的镀膜设备10对待镀膜工件20进行镀膜，具体包括以下步骤：

步骤S1、提供用于深孔工件的镀膜设备10和待镀膜工件20，待镀膜工件20具有彼此相对设置的第一表面和第二表面及沿第一表面至第二表面方向贯穿待镀膜工件20的第一通孔21，第一通孔21的孔深与直径比可高达20：1。

步骤S2、将待镀膜工件20固定于工件转架400上，以使第一表面朝向离子加速汇聚器300，在具体设置时，待镀膜工件20固定于基板420，工件转架400处于自转状态，每个待镀膜工件20的第一表面正对离子加速汇聚器300中的极靴汇聚线圈370，利于从极靴汇聚线圈370喷射的离子束轰击第一表面及在第一表面具有开口的第一通孔21内壁。

步骤S3、开启用于深孔工件的镀膜设备10对第一表面进行真空镀膜，以使第一通孔21具有第一沉积膜，需要说明的是，对第一表面进行真空镀膜时，第一通孔21内越靠近第一表面的部分第一沉积膜越多。

为了在第一通孔21内获得均匀的沉积膜，通过步骤S4、将待镀膜工件20重新固定于工件转架400上，以使第二表面朝向离子加速汇聚器300，在具体操作时与步骤S2类似。再通过步骤S5、开启用于深孔工件的镀膜设备10对第二表面进行真空镀膜，以使第一通孔21具有第二沉积膜，通过上述设置，在相同的参数设定下，第一通孔21一侧的第一沉积膜与第一通孔21另一侧的第二沉积膜厚度趋于相同，从而在第一通孔21内壁两侧的沉积膜厚度趋于相同，提高了第一通孔21内沉积膜的均匀性。

上述镀膜工艺，通过采用用于深孔工件的镀膜设备10对待镀膜工件20进行双面镀膜，使得第一通孔21内壁两侧的金属阳离子浓度趋于相同，从而在第一通孔21内壁两侧的沉积膜厚度趋于相同，提高了第一通孔21内沉积膜的均匀性。且用于深孔工件的镀膜设备10在镀膜过程中，是通过设置离子加速汇聚器300生成第二金属阳离子322并加速第二金属阳离子322和第一金属阳离子210后形成沿第一通孔21的延伸方向喷射的离子束。一方面提高了金属阳离子浓度，有利于提高喷射于第一通孔21内的沉积膜层覆盖率；另一方面通过加速第二金属阳离子322和第一金属阳离子210以提高金属阳离子的能量，使得金属阳离子可以更深入的溅射到第一通孔21内部，增加沉积膜的均匀性，且高能金属阳离子轰击待镀膜地点，还提高了沉积膜层结合力；同时汇聚第二金属阳离子322和第一金属阳离子210以形成离子束轰击第一通孔21内壁，利于第一通孔21及第一通孔21附近区域的离子束通量增加，保证了大量的金属阳离子在第一通孔21内壁进行反射或沉积，也提高了沉积膜覆盖率。

为了在镀膜前获得洁净的待镀膜工件20，一种优选的实施方式，在步骤S1之前或在步骤S1与步骤S2之间，还包括如下步骤：

可以先用丙酮、乙醇及去离子水中的至少一种溶液清洗待镀膜工件20；然后采用等离子设备对待镀膜工件20进行氢等离子体处理，以在待镀膜工件20的表面及第一通孔21的内壁产生氧空位。

需要说明的是，目前对待镀膜工件20进行清洗采用的方式是：通过氩等离子体清洗待镀膜工件20表面的污渍及灰尘。而本申请在具体清洗待镀膜工件20时，采用氢等离子体、或氢等离子体与氩等离子体的混合离子体对待镀膜工件20进行处理，氢等离子体使待镀膜工件20的表面产生一定浓度的氧空位，增强金属阳离子与待镀膜工件20之间的结合能力，此外少量氢等离子体注入待镀膜工件20表面，对带负电的金属离子产生吸引，提高镀膜厚度。

为了提高待镀膜工件20的清洗效果，具体地，等离子设备的功率设置为200W-300W。在具体设置时，清洗时间设置为20 min～90min。具体操作时，是向等离子设备充入氢气、或氩气与氢气的混合气体以电离出用于清洗待镀膜工件20的氢等离子体和氩等离子体，当充入氩气与氢气的混合气体时，氩气与氢气的比例优选为5：1。

开启用于深孔工件的镀膜设备10对第一表面或第二表面进行真空镀膜时，具体包括如下步骤：对真空腔体100抽真空，以使得真空腔体100内的真空度低于1×10-3Pa；对真空腔体100通入工作气体，具体的工作气体可以为氩气和氮气的混合气体，二者的比例优选为20:1，使得工作气压达到0.1Pa～10Pa；打开负偏压电源，设置负偏压为700V～900V；打开高功率脉冲电源330，设置高功率脉冲电源330的峰值电压为700V～1000V，设置高功率脉冲电源330的脉宽为30μs～200μs，设置高功率脉冲电源330的频率为50Khz～300Khz；打开脉冲电源330，设置脉冲电源330的负偏压为500V～700V，设置脉冲电源330的脉宽为50μs～300μs，设置脉冲电源330的频率为50Khz～300Khz，脉冲电源330相位滞后高功率脉冲电源33050μs～150μs；打开第一可调电源350，设置第一可调电源350的电源功率为300W～700W；打开第二可调电源380，设置第二可调电源380的电源功率为300W～700W。第一表面和第二表面的镀膜时间设置为1000s～7000s。

以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于深孔工件的镀膜设备，用以向开设有第一通孔的待镀膜工件镀膜，其特征在于，包括真空腔体及依次设置于所述真空腔体内的磁控阴极靶、离子加速汇聚器及工件转架，其中：

所述磁控阴极靶与高功率脉冲电源相连接，用于生成第一金属阳离子；

所述工件转架可绕自身轴线旋转，用于固定待镀膜工件；

所述离子加速汇聚器用于生成第二金属阳离子并加速所述第二金属阳离子和所述第一金属阳离子后形成沿所述第一通孔的延伸方向喷射的离子束。

2.根据权利要求1所述的用于深孔工件的镀膜设备，其特征在于，所述离子加速汇聚器包括绝缘套筒、金属加速电极及脉冲电源，其中：

所述绝缘套筒安装于所述真空腔体内，所述绝缘套筒位于所述磁控阴极靶和所述工件转架之间；

所述金属加速电极设置于所述绝缘套筒靠近所述磁控阴极靶的一侧，且与所述脉冲电源相连接，所述金属加速电极用于吸引所述第一金属阳离子朝自身加速并与自身碰撞后产生所述第二金属阳离子，所述金属加速电极的材质与所述磁控阴极靶相同。

3.根据权利要求2所述的用于深孔工件的镀膜设备，其特征在于，所述金属加速电极包括尺寸依次增大的金属电极环，多个所述金属电极环呈同心环状排布。

4.根据权利要求3所述的用于深孔工件的镀膜设备，其特征在于，所述金属电极环呈圆环状结构。

5.根据权利要求2所述的用于深孔工件的镀膜设备，其特征在于，所述离子加速汇聚器还包括第一绝缘连接件，所述第一绝缘连接件的一端与所述金属加速电极相连接，另一端与所述绝缘套筒相连接。

6.根据权利要求2所述的用于深孔工件的镀膜设备，其特征在于，所述离子加速汇聚器还包括加速线圈及第一可调电源，所述加速线圈设置于所述绝缘套筒内并与所述第一可调电源相连接，所述加速线圈用于加速从所述金属加速电极输入的所述第一金属阳离子和所述第二金属阳离子。

7.根据权利要求6所述的用于深孔工件的镀膜设备，其特征在于，所述离子加速汇聚器还包括极靴汇聚线圈及第二可调电源，所述极靴汇聚线圈设置于所述绝缘套筒内，所述极靴汇聚线圈位于所述加速线圈背离所述金属加速电极的一侧，所述极靴汇聚线圈用于产生磁场以汇聚从所述加速线圈输入的所述第一金属阳离子和所述第二金属阳离子。

8.一种镀膜工艺，其特征在于：采用权利要求1-7任一项所述的用于深孔工件的镀膜设备对待镀膜工件进行镀膜，具体包括以下步骤：

S1、提供用于深孔工件的镀膜设备和待镀膜工件，所述待镀膜工件具有彼此相对设置的第一表面和第二表面及沿所述第一表面至所述第二表面方向贯穿所述待镀膜工件的第一通孔；

S2、将所述待镀膜工件固定于工件转架上，以使所述第一表面朝向所述离子加速汇聚器；

S3、开启所述用于深孔工件的镀膜设备对所述第一表面进行真空镀膜，以使所述第一通孔具有第一沉积膜；

S4、将所述待镀膜工件重新固定于工件转架上，以使所述第二表面朝向所述离子加速汇聚器；

S5、开启所述用于深孔工件的镀膜设备对所述第二表面进行真空镀膜，以使所述第一通孔具有第二沉积膜。

9.根据权利要求8所述的镀膜工艺，其特征在于，在步骤S1之前或在步骤S1与步骤S2之间，还包括如下步骤：

用丙酮、乙醇及去离子水中的至少一种溶液清洗所述待镀膜工件；

采用等离子设备对所述待镀膜工件进行氢等离子体处理，以在所述待镀膜工件的表面及所述第一通孔的内壁产生氧空位。

10.根据权利要求9所述的镀膜工艺，其特征在于，所述等离子设备的功率设置为200W-300W。